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人物简介:
赵其国,著名土壤科学家、中国科学院院士、南京市科协副主席。长期从事土壤地理与资源研究,对热带土壤发生分类、资源评价等进行了系统深入的研究。提出了中国红壤具有古风化过程及现代红壤化过程两种对立统一的特征;指出依据红壤渗透水组成、游离铁等作为红壤化过程指标的重要性,为研究红壤的发生与定量分类提出了新的途径;总结了以橡胶为主的热带作物开发利用与红壤分布及土壤性质的相互关系,提出以热量条件、土壤性质为标准的热带作物利用等级评价方案,为制定热带作物发展规划与布局提供了可靠的科学依据。
Q:我们常说“生态环境”一词,“生态”和“环境”两个内涵是不是一致的?专业上是如何定义的?
生态,是指生物在一定的自然环境下生存和发展的状态。地球上的古生物、动物、植物包括古植物,以及农业、林业、牧业等,构成一个生态体系,因为这个生态体系里的这些东西适应了环境的关系,形成一种平衡,就决定了这个生物体系在地球上能够很好地生存,这个关系的平衡就是生态。那什么是环境?环境就是我们周围的地方,它包括地球表面的水、土、气、生物、岩等物质。这些物质是一个国家、地球乃至整个人类很重要的资源。一个国家资源的多少,决定其经济社会发展的潜力。对于我们人类而言,最重要的任务就是在发展的同时,要保证环境和生态的平衡。这个平衡的核心点就是安全问题,因此我们称生物资源跟环境之间的安全叫生态安全,生态安全就说明了这两个对立面的平衡矛盾关系。
生态与环境是否平衡?我们采取什么措施来调整两者平衡?如何妥善地解决两者的平衡问题?关系到我们国家社会经济的可持续发展。只有两者平钠了,我们才有吃有喝有穿,生活得很幸福、长久;如果两者之间不平衡,那么我们连最基本的吃、喝、穿都会成问题。但现实是,由于人类的作用以及人口不断地增加,人为地影响甚至破坏了生态与环境的平筏。所以水产生了水问题,气产生了气的问题,生物产生了生物的问题,土壤跟岩石也出现了相应的问题。所以,目前我们所面临的问题也是首先要解决的问题就是对生态与环境的不平衡进行调剂。
Q:赵院士,作为专门研究土壤的科学家,在您看来,土壤和其他资源是一种怎样的关系?
土壤和其他物质资源是什么关系呢?在我眼里,土壤是处在大气、水、生物以及岩石包围的一个圈当中,上面是空气,左边是水,右边是生物,下面是岩石,土壤在中间。我是很愿意把土壤放在中间,而且现实也是如此,土壤确实是处于大气、生物、水、岩石等包围圈中。比如动植物以及大部分生物,不管是现代生物,还是古代生物(我们现在讲的古生物,主要指昆虫是4亿年以前,恐龙是2亿万年以前到7000万年以前),都是生活在土壤的表面。在这基础上,空气、水、岩石等与土壤的关系,我想不用我详细多讲,大家也会很明了。
Q:我们都知道,现在全球的生态环境遭受破坏、污染严重,您能具体地介绍一下目前全球生态环境究竟是一种怎样的境况?
当前,全球存在着十大环境问题:一个是水资源匮乏、污染严重;第二个是大气污染;第三个是固体废弃物污染;第四个是酸雨;第五个是森林锐减;第六个是土地荒漠化;第七是资源短缺;第八是生物多样性减少;第九个是全球的气候变化;最后一个是臭氧层破坏。
人类空前的创造力对环境的冲击与破坏与日俱增,其影响程度、规模和速度是如此巨大,使得有些生物和化学循环已经等于甚至超过自然界所固有的进程。生态安全日益受到严重的威胁,几代人耗尽几亿年留下来的化石燃料,我们没有积累只有索取,总有一天会面临我们自己都难以想象的问题。自工业革命以来,温室气体二氧化碳增加了30%,甲烷增加了10%,硫化物增加了50%。1/2的土地受干扰,1/5的陆地生态系统变成农地,1/4的森林被砍伐,热带森林仅占陆地7%,全球2%、50%的动、植物栖息地100年会消失。50%的淡水被人类直接或间接利用,地下水迅速退化。44%的鱼类接近捕捞极限,50%的红树林和湿地退化消失。我们的天空、海洋又是什么情况呢?1900—2000年,全球平均气温上升了0.6℃。20世纪,海平面升高了0.1~0.2米。高纬降水每10年增加0.1%—0.2%,这个数字虽然看起来不大,但会致使陆地上的暴雨量增加2%—4%。
我们常说的“厄尔尼诺”现象,又称“厄尔尼诺”海流,是指太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡,使太平洋表层海水温度异常升高的一种现象。这种周期性的海洋事件产生异常的热量进入大气后,影响全球气候。1990—2010年,平均气温增加1.4℃—5.8℃,远远大于人们的估测。如果“厄尔尼诺”现象继续增加,冰川和冰盖将进一步退缩,海平面继续升高,将会影响到地球上的水平衡。上海海平面近30年上升了115毫米,有人预测2050年海水可能会入侵上海。究竟入侵多少?这是一个很复杂的问题。但是海水浸进上海是不会有什么问题的,这是地质学家的研究结论。
美国五角大楼颇具影响力的传奇人物、授权撰写五角大楼分析报告的美国国防顾问——安得鲁·马歇尔就曾预计,气候变化有可能会导致以付出数百万生命为代价的全球性灾难,是比恐怖主义更加巨大的威胁。气候变化应被看作是最紧迫的头等政治和军事大事,应当从科学的争论上升到关系美国国家安全的高度加以对待。在一定程度上,生态系统影响并决定着全球政治、军事策略。
Q:在全球生态环境遭遇的种种问题的背景下,我国生态环境又面临哪些“具有中国国情”的困扰?
中国的自然环境先天不足。在西北部,干旱、半干旱地区占国土面积的52%,高寒缺氧的青藏高原达200万平方千米,喀什水土流失严重的石漠化岩溶地区面积达90万平方千米。水资源匮乏,供求矛盾突出。年总用水量为5500亿至5600亿立方米,而人均拥有量仅相当于世界人均的1/4,居世界第109位。水旱灾害也是我们面临的另一个问题。上世纪50年代,遭受过旱灾的农田为1.2亿亩,90年代年均达到3.8亿亩,同时水灾多发。近50年来,每3年就出现一次大的水灾。森林方面,数量虽有所增加,但质量下降,结构不合理,生物多样性与生态系统服务功能降低,每公顷蓄集木材量仅为78.06立方。草原生态在不断退化。我国草原有60亿亩,占国土面积40%,但90%的草地存在不同程度的退化,其中中度退化以上的草地面积将近一半。与此同时,全国水土流失356.92万平方千米,土地荒漠化占全国土地面积的10%,每年有2100平方千米变成沙漠。生物多样性锐减,有害物种入侵约有200余种,15%—20%的动植物处于濒危状态。 环境方面,我们是旧账新债叠加共存。1900年是粪便污染;1940年是微生物污染、耗氧有机物污染;1980年是光化学烟雾、酸雨、重金属、核素、声源要素;2000年是黑碳、气溶胶、温室气体、二次污染物,等等。旧账新债加起来,我们实际上面临的形势很严峻。
首先是健康问题日益突出。11个大城市中,空气污染每年使5万多人夭折,40万人染呼吸系统疾病,遭受空气污染的地区还在日益增多。其次是化肥、农药加剧面源污染,农田土壤复合污染加剧,工业场地和矿区土壤污染更加突出,养殖业以及城乡的发展造成新的污染。内陆水体富营养化趋势依然突出,饮用水资源水质下降,饮水安全堪忧。长三角湖泊富营养化问题日益突出,2007年5月29号,无锡太湖蓝藻水华爆发,致使整个无锡的水不能喝。现在情况虽有所好转,但是根本问题还没有彻底解决。这些问题的底因是内源污染和外源污染长期形成的结果。
2011年12月5日,我国北方地区出现大雾天气,能见度不足1千米,我们原来制定的《环境空气质量标准》是以PM1.0(指直径大于2.5微米、等于或小于10微米,可以进入人的呼吸系统的颗粒物)为测定的标准。但现在改成PM2.5(大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物)作为我们测定是不是有灰霾的标准。PM2.5它的含量有多少呢?其中含有75%PM1.0。能够进入人体的肺和呼吸道,影响肺泡,对人体健康产生最大危害的是PM1.0和比PM1.0更小的粒子。世界卫生组织在2005年版《空气质量准则》中也指出:当PM2.5年均浓度达到每立方米35微克时,人的死亡风险比每立方米10微克的情形约增加15%。
美国国家航空航天局(NASA)2010年9月公布了一张根据NASA的两台卫星监测仪的监测结果,绘制而成的全球空气质量地图,专门展示2001~2006年间世界各地PM2.5的密度。在这张图上,北非、东亚和中国PM2.5密度最高。中国的华北、华东和华中的PM2.5密度指数接近每立方米80微克,甚至超过了撒哈拉沙漠。
Q:赵院士,您刚才讲PM1.0占了PM2.5的75%,平均再增加10%的话,会使心血管疾病增加,这是在美国统计的PM2.5的基础上还是在我国统计的基础上得到的结果?
现在我国还没有真正全面开展PM2.5的监测,全国监测的标准起初是PM10,后来改成PM2.5,是因为真正能反映这个灰霾的问题是PM1.0或者是PM0.5,它比1个微米还小,最好是0.5。准确地讲,PM1.0是最好的,PM2.5里面有75%含有PM1.0,PM1.0里面有70%是含有PM2.5,所以要把颗粒放到更小的层面上来测,这是最近几年研究人员测定的结果。因此我们在进行环境考察后,就建议国家能否把PM1.0改成PM2.5。现在国家正在慢慢解决,但是还没有达到全国普及。
问题的严重性在于,如何保证PM1.0或者PM0.5测定的准确性,以使预测灰霾的情况更准确一些。因为PM1.0或者是PM0.5的颗粒,如果按照每立方米毫克数来计算,每立方米内的毫克数在原来的基础上增加到10毫克,它将影响到肺气泡,使肺部疾病升高10%—12%。这个结果是根据国家卫生厅和中国科学院专门研究得出来的结论,不但是中国有这种前端的分析,东南亚以及美国都有这样的分析结果。一份来自联合国环境规划署的报告称,PM2.5每立方米的浓度上升20毫克,中国和印度每年会有约34万人死亡。这个数据是根据国际研究和中国的大气专家共同论证的结果。
Q:既然目前的生态环境已满目疮痍、不容乐观,那么未来该如何拯救与保护我们赖以生存的生态环境?
胡锦涛总书记曾提到过,我们要认真地贯彻节约资源和环境保护的基本国策,真正把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置。温家宝总理也指出,在今后五年应该努力实现“十二五”确定的节能减排的目标,使生态环境有明显的改善。在最近两年“两会”代表的提案当中,生态环境、生态环境保护问题占所有代表提案的四成,说明今后国家的环境保护工作,在科学发展与社会和谐发展中占有很重要的地位。
因此我们要高度重视,并团结起来,共同遏制破坏生态环境的行为,共同探讨、解决我们今天正面临和即将出现的生态环境问题。一方面要重视城市发展和区域环境法规的制订,加快制订《土壤污染防治法》和《地下水污染防治法》,完善现有的《大气污染防治法》、《水污染防治法》,尽快制订区域差异化的标准。加强农村环境整治,建立水体联防联控体系,提升区域环境监测能力。加强区域环境科学基础研究与技术创新,这需要学校、科学研究、政府部门共同努力,研究区域及城市群灰霾形成机制,场地及农田土壤、地下水污染修复机理等,并草拟出可行性应对方案。
在全球经济一体化大背景下,输出污染、转嫁危机,这是一个总的趋势。但我们要保持清醒头脑,抵制污染和危机转嫁到我们的国土来。当然,我们保护生态环境,对古生物、古生态系统这个环境的生态问题,有着特殊的保护和对待的方法。
赵其国,著名土壤科学家、中国科学院院士、南京市科协副主席。长期从事土壤地理与资源研究,对热带土壤发生分类、资源评价等进行了系统深入的研究。提出了中国红壤具有古风化过程及现代红壤化过程两种对立统一的特征;指出依据红壤渗透水组成、游离铁等作为红壤化过程指标的重要性,为研究红壤的发生与定量分类提出了新的途径;总结了以橡胶为主的热带作物开发利用与红壤分布及土壤性质的相互关系,提出以热量条件、土壤性质为标准的热带作物利用等级评价方案,为制定热带作物发展规划与布局提供了可靠的科学依据。
Q:我们常说“生态环境”一词,“生态”和“环境”两个内涵是不是一致的?专业上是如何定义的?
生态,是指生物在一定的自然环境下生存和发展的状态。地球上的古生物、动物、植物包括古植物,以及农业、林业、牧业等,构成一个生态体系,因为这个生态体系里的这些东西适应了环境的关系,形成一种平衡,就决定了这个生物体系在地球上能够很好地生存,这个关系的平衡就是生态。那什么是环境?环境就是我们周围的地方,它包括地球表面的水、土、气、生物、岩等物质。这些物质是一个国家、地球乃至整个人类很重要的资源。一个国家资源的多少,决定其经济社会发展的潜力。对于我们人类而言,最重要的任务就是在发展的同时,要保证环境和生态的平衡。这个平衡的核心点就是安全问题,因此我们称生物资源跟环境之间的安全叫生态安全,生态安全就说明了这两个对立面的平衡矛盾关系。
生态与环境是否平衡?我们采取什么措施来调整两者平衡?如何妥善地解决两者的平衡问题?关系到我们国家社会经济的可持续发展。只有两者平钠了,我们才有吃有喝有穿,生活得很幸福、长久;如果两者之间不平衡,那么我们连最基本的吃、喝、穿都会成问题。但现实是,由于人类的作用以及人口不断地增加,人为地影响甚至破坏了生态与环境的平筏。所以水产生了水问题,气产生了气的问题,生物产生了生物的问题,土壤跟岩石也出现了相应的问题。所以,目前我们所面临的问题也是首先要解决的问题就是对生态与环境的不平衡进行调剂。
Q:赵院士,作为专门研究土壤的科学家,在您看来,土壤和其他资源是一种怎样的关系?
土壤和其他物质资源是什么关系呢?在我眼里,土壤是处在大气、水、生物以及岩石包围的一个圈当中,上面是空气,左边是水,右边是生物,下面是岩石,土壤在中间。我是很愿意把土壤放在中间,而且现实也是如此,土壤确实是处于大气、生物、水、岩石等包围圈中。比如动植物以及大部分生物,不管是现代生物,还是古代生物(我们现在讲的古生物,主要指昆虫是4亿年以前,恐龙是2亿万年以前到7000万年以前),都是生活在土壤的表面。在这基础上,空气、水、岩石等与土壤的关系,我想不用我详细多讲,大家也会很明了。
Q:我们都知道,现在全球的生态环境遭受破坏、污染严重,您能具体地介绍一下目前全球生态环境究竟是一种怎样的境况?
当前,全球存在着十大环境问题:一个是水资源匮乏、污染严重;第二个是大气污染;第三个是固体废弃物污染;第四个是酸雨;第五个是森林锐减;第六个是土地荒漠化;第七是资源短缺;第八是生物多样性减少;第九个是全球的气候变化;最后一个是臭氧层破坏。
人类空前的创造力对环境的冲击与破坏与日俱增,其影响程度、规模和速度是如此巨大,使得有些生物和化学循环已经等于甚至超过自然界所固有的进程。生态安全日益受到严重的威胁,几代人耗尽几亿年留下来的化石燃料,我们没有积累只有索取,总有一天会面临我们自己都难以想象的问题。自工业革命以来,温室气体二氧化碳增加了30%,甲烷增加了10%,硫化物增加了50%。1/2的土地受干扰,1/5的陆地生态系统变成农地,1/4的森林被砍伐,热带森林仅占陆地7%,全球2%、50%的动、植物栖息地100年会消失。50%的淡水被人类直接或间接利用,地下水迅速退化。44%的鱼类接近捕捞极限,50%的红树林和湿地退化消失。我们的天空、海洋又是什么情况呢?1900—2000年,全球平均气温上升了0.6℃。20世纪,海平面升高了0.1~0.2米。高纬降水每10年增加0.1%—0.2%,这个数字虽然看起来不大,但会致使陆地上的暴雨量增加2%—4%。
我们常说的“厄尔尼诺”现象,又称“厄尔尼诺”海流,是指太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡,使太平洋表层海水温度异常升高的一种现象。这种周期性的海洋事件产生异常的热量进入大气后,影响全球气候。1990—2010年,平均气温增加1.4℃—5.8℃,远远大于人们的估测。如果“厄尔尼诺”现象继续增加,冰川和冰盖将进一步退缩,海平面继续升高,将会影响到地球上的水平衡。上海海平面近30年上升了115毫米,有人预测2050年海水可能会入侵上海。究竟入侵多少?这是一个很复杂的问题。但是海水浸进上海是不会有什么问题的,这是地质学家的研究结论。
美国五角大楼颇具影响力的传奇人物、授权撰写五角大楼分析报告的美国国防顾问——安得鲁·马歇尔就曾预计,气候变化有可能会导致以付出数百万生命为代价的全球性灾难,是比恐怖主义更加巨大的威胁。气候变化应被看作是最紧迫的头等政治和军事大事,应当从科学的争论上升到关系美国国家安全的高度加以对待。在一定程度上,生态系统影响并决定着全球政治、军事策略。
Q:在全球生态环境遭遇的种种问题的背景下,我国生态环境又面临哪些“具有中国国情”的困扰?
中国的自然环境先天不足。在西北部,干旱、半干旱地区占国土面积的52%,高寒缺氧的青藏高原达200万平方千米,喀什水土流失严重的石漠化岩溶地区面积达90万平方千米。水资源匮乏,供求矛盾突出。年总用水量为5500亿至5600亿立方米,而人均拥有量仅相当于世界人均的1/4,居世界第109位。水旱灾害也是我们面临的另一个问题。上世纪50年代,遭受过旱灾的农田为1.2亿亩,90年代年均达到3.8亿亩,同时水灾多发。近50年来,每3年就出现一次大的水灾。森林方面,数量虽有所增加,但质量下降,结构不合理,生物多样性与生态系统服务功能降低,每公顷蓄集木材量仅为78.06立方。草原生态在不断退化。我国草原有60亿亩,占国土面积40%,但90%的草地存在不同程度的退化,其中中度退化以上的草地面积将近一半。与此同时,全国水土流失356.92万平方千米,土地荒漠化占全国土地面积的10%,每年有2100平方千米变成沙漠。生物多样性锐减,有害物种入侵约有200余种,15%—20%的动植物处于濒危状态。 环境方面,我们是旧账新债叠加共存。1900年是粪便污染;1940年是微生物污染、耗氧有机物污染;1980年是光化学烟雾、酸雨、重金属、核素、声源要素;2000年是黑碳、气溶胶、温室气体、二次污染物,等等。旧账新债加起来,我们实际上面临的形势很严峻。
首先是健康问题日益突出。11个大城市中,空气污染每年使5万多人夭折,40万人染呼吸系统疾病,遭受空气污染的地区还在日益增多。其次是化肥、农药加剧面源污染,农田土壤复合污染加剧,工业场地和矿区土壤污染更加突出,养殖业以及城乡的发展造成新的污染。内陆水体富营养化趋势依然突出,饮用水资源水质下降,饮水安全堪忧。长三角湖泊富营养化问题日益突出,2007年5月29号,无锡太湖蓝藻水华爆发,致使整个无锡的水不能喝。现在情况虽有所好转,但是根本问题还没有彻底解决。这些问题的底因是内源污染和外源污染长期形成的结果。
2011年12月5日,我国北方地区出现大雾天气,能见度不足1千米,我们原来制定的《环境空气质量标准》是以PM1.0(指直径大于2.5微米、等于或小于10微米,可以进入人的呼吸系统的颗粒物)为测定的标准。但现在改成PM2.5(大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物)作为我们测定是不是有灰霾的标准。PM2.5它的含量有多少呢?其中含有75%PM1.0。能够进入人体的肺和呼吸道,影响肺泡,对人体健康产生最大危害的是PM1.0和比PM1.0更小的粒子。世界卫生组织在2005年版《空气质量准则》中也指出:当PM2.5年均浓度达到每立方米35微克时,人的死亡风险比每立方米10微克的情形约增加15%。
美国国家航空航天局(NASA)2010年9月公布了一张根据NASA的两台卫星监测仪的监测结果,绘制而成的全球空气质量地图,专门展示2001~2006年间世界各地PM2.5的密度。在这张图上,北非、东亚和中国PM2.5密度最高。中国的华北、华东和华中的PM2.5密度指数接近每立方米80微克,甚至超过了撒哈拉沙漠。
Q:赵院士,您刚才讲PM1.0占了PM2.5的75%,平均再增加10%的话,会使心血管疾病增加,这是在美国统计的PM2.5的基础上还是在我国统计的基础上得到的结果?
现在我国还没有真正全面开展PM2.5的监测,全国监测的标准起初是PM10,后来改成PM2.5,是因为真正能反映这个灰霾的问题是PM1.0或者是PM0.5,它比1个微米还小,最好是0.5。准确地讲,PM1.0是最好的,PM2.5里面有75%含有PM1.0,PM1.0里面有70%是含有PM2.5,所以要把颗粒放到更小的层面上来测,这是最近几年研究人员测定的结果。因此我们在进行环境考察后,就建议国家能否把PM1.0改成PM2.5。现在国家正在慢慢解决,但是还没有达到全国普及。
问题的严重性在于,如何保证PM1.0或者PM0.5测定的准确性,以使预测灰霾的情况更准确一些。因为PM1.0或者是PM0.5的颗粒,如果按照每立方米毫克数来计算,每立方米内的毫克数在原来的基础上增加到10毫克,它将影响到肺气泡,使肺部疾病升高10%—12%。这个结果是根据国家卫生厅和中国科学院专门研究得出来的结论,不但是中国有这种前端的分析,东南亚以及美国都有这样的分析结果。一份来自联合国环境规划署的报告称,PM2.5每立方米的浓度上升20毫克,中国和印度每年会有约34万人死亡。这个数据是根据国际研究和中国的大气专家共同论证的结果。
Q:既然目前的生态环境已满目疮痍、不容乐观,那么未来该如何拯救与保护我们赖以生存的生态环境?
胡锦涛总书记曾提到过,我们要认真地贯彻节约资源和环境保护的基本国策,真正把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置。温家宝总理也指出,在今后五年应该努力实现“十二五”确定的节能减排的目标,使生态环境有明显的改善。在最近两年“两会”代表的提案当中,生态环境、生态环境保护问题占所有代表提案的四成,说明今后国家的环境保护工作,在科学发展与社会和谐发展中占有很重要的地位。
因此我们要高度重视,并团结起来,共同遏制破坏生态环境的行为,共同探讨、解决我们今天正面临和即将出现的生态环境问题。一方面要重视城市发展和区域环境法规的制订,加快制订《土壤污染防治法》和《地下水污染防治法》,完善现有的《大气污染防治法》、《水污染防治法》,尽快制订区域差异化的标准。加强农村环境整治,建立水体联防联控体系,提升区域环境监测能力。加强区域环境科学基础研究与技术创新,这需要学校、科学研究、政府部门共同努力,研究区域及城市群灰霾形成机制,场地及农田土壤、地下水污染修复机理等,并草拟出可行性应对方案。
在全球经济一体化大背景下,输出污染、转嫁危机,这是一个总的趋势。但我们要保持清醒头脑,抵制污染和危机转嫁到我们的国土来。当然,我们保护生态环境,对古生物、古生态系统这个环境的生态问题,有着特殊的保护和对待的方法。